Acero
Para poder producir acero, las
industrias generalmente utilizan uno de dos procesos, cada proceso utiliza
diferentes materiales y tecnología. Estos dos procesos principales para hacer
acero son:
El horno de oxígeno básico
(BOF, por sus siglas en inglés Basic Oxígeno Furnace)
El horno de arco eléctrico
(EAF, por sus siglas en inglpes Electric Arc Furnace)
El proceso de Horno de Oxígeno
Básico básicamente funde hierro rico en carbono que se transforma en acero, su
proceso se distingue por los siguientes pasos:
El hierro es fundido en un
horno, posteriormente es vertido en un contenedor grande para realizarle un
pre-tratamiento llamado contenedor BOF.
Este pre- tratamiento consiste
en tratar al metal para reducir la carga de azufre, silicio y fósforo. La
cantidad de impurezas que se quita del metal determina la calidad final del
acero fabricado.
El proceso BOF se distingue
por hacer uso de hierro viejo para fabricar acero nuevo, así que es necesario
balancear la carga del acero nuevo con hierro viejo, se hace en una proporción
aproximada de 50% de cada tipo de metal.
Una vez en el contenedor, se
le inyecta oxigeno 99% puro dentro del acero y hierro, se quema el carbono
disolviéndose en el acero para formar monóxido de carbono y dióxido de carbono,
causando que la temperatura suba cerca de los 1700°C. Cuando es fundido, el
metal reduce su contenido de carbono y ayuda a remover los indeseados
elementos químicos. Este es el uso del oxígeno es este proceso.
Se mezcla cal viva o dolomita
para formar un tipo de residuo que absorbe las impurezas en el proceso de
fabricación del acero
El recipiente de BOS se
inclina de nuevo y el acero se vierte en un cazo gigante. El acero se
refina en este horno, mediante la adición de productos de aleación para dar a
las propiedades de aceros especiales requeridos por el cliente. A veces, argón
o nitrógeno gaseoso. El acero ahora contiene 0.1-1% de carbono. Cuanto más
carbono en el acero, más duro es, pero también es más frágil y menos flexible.
Después el acero se retira del
recipiente de BOS, los residuos llena de impurezas, se separan y enfrían.
Este proceso para realizar el
acero constituye en 40% de fabricación de acero en Estados Unidos
En el del proceso de Horno de
Arco Eléctrico básicamente se hace uso de la electricidad para fabricar acero a
partir de casi el 100% de acero viejo para fabricar acero nuevo. El
proceso consiste en los siguientes pasos:
Los residuos de metal son
colocados en un contenedor el cual se compone por residuos de chatarra de
autos, línea blanca y con hierro fundido para mantener el equilibrio químico.
La chatarra es colocada en una
cesta donde se realiza un pre-calentamiento y será llevada al horno EAF
donde se dejará caer esta chatarra. Es generada una gran cantidad de energía a
la hora de dejar caer la chatarra en el horno EAF.
Una vez cargado el horno con
la chatarra de metal se colocan unos electrodos que serán alimentados de
electricidad por el horno de arco que permitirán triturar el metal empezando
por la parte superior, voltajes inferiores son seleccionados para esta primera
parte de la operación para proteger el techo y las paredes del calor excesivo y
daño de los arcos eléctricos. Una vez que los electrodos han llegado a la gran
fusión en la base del horno y los arcos están protegidos por la chatarra de
metal, el voltaje se puede aumentar. Esto permite que se funda más rápido
el metal.
Una parte importante de la
producción de acero es la formación de escoria, que flota en la superficie del
acero fundido. Esta escoria por lo general consiste de metales óxidos, y
ayudan a quitar las impurezas del metal.
Una vez hecho este primer
proceso de fundición puede volver se a cargar el horno y fundirse, después de
este proceso se puede revisar y corregir la composición química del acero. Con
la formación de escoria se pueden eliminar las impurezas de silicio, azufre,
fósforo, aluminio, magnesio y calcio. La eliminación de carbono tiene lugar
después de que estos elementos se han quemado, ya que tienen mayor afinidad al
oxígeno. Los metales que tiene una afinidad más pobre de oxígeno que el hierro,
tales como el níquel y cobre, no se pueden quitar a través de la oxidación y
debe ser controlado a través del tratamiento químico solo de la chatarra.
Una vez que la temperatura y la química son correctas, el acero se extrae en un
cazo pre-calentado a través de la inclinación del horno.
CAL
Al reaccionar el Óxido de Calcio con agua se
obtiene el Hidróxido de Calcio, Ca(OH)2, conocido como cal hidratada,
cal aérea o cal hidra.
Dependiendo del contenido de magnesio las calles
reciben denominaciones especiales y sus propiedades físicas y químicas cambian
dramáticamente con respecto a las que no contienen magnesio.
Cuando el contenido de Óxido de Magnesio (MgO) es de hasta el 10% se considera una cal contaminada con magnesio; entre el 10% y el 17% de MgO se considera una cal dolomitizada, es decir que su contenido de magnesio es importante; a partir del 18% se considera una cal “Dolomítica” es decir que para su fabricación se partió de un carbonato doble de calcio y magnesio y no de una caliza que es rica solo en carbonato de calcio.
Por el contenido de Sílice también las cales reciben definiciones propias, si el contenido es bajo se reporta como contaminante, pero a partir de contenidos entre el 10% reportado como Óxido de Silicio (SO2) y hasta el 18% las cales reciben el nombre de cales hidráulicas, lo anterior debido a que dichas cales tienen la propiedad de poder fraguar incluso en circunstancias de inmersión total, por encima de dichos contenidos ya no se trata de cales sino de margas calcinadas que son del ámbito de definiciones de la industria cementera.
Dependiendo de la utilización de la cal nos encontramos diferentes definiciones:
Cal siderúrgica: es un tipo de cal viva con al menos 90% de óxido de calcio y muy bajos contenidos de sílice, azufre y fosforo.
Cal química: es un hidróxido de calcio o cal hidratada de alta concentración de Ca(OH)2, normalmente por arriba del 90%.
Cal química grado alimenticio: Es una particularidad de la cal química que además de la alta concentración de hidróxidos cumple las normas de contenidos máximos de metales pesados y compuestos nocivos para la industria de alimentos.
Cal agrícola: envuelve toda la gama de cales incluidos los carbonatos precursores de las mismas, la particularidad es que su aplicación es como un mejorador de suelos agrícolas.
Cal de construcción: comprende los hidróxidos de calcio con o sin
magnesio, denominados cales hidratadas con contenidos del 75% al 85% en dichos
hidróxidos y que su campo de aplicación se enfoca a la industria de la
construcción.
Cemento
Definición
Es un mineral finamente molido, usualmente de
color grisáceo extraído de rocas calizas, que al triturarse hasta convertirse
en polvo y ser mezclado con agua, tiene la propiedad de endurecer.
1.
Mortero
Maestro - Especialmente diseñado para
elaborar trabajos de albañilería, donde la plasticidad, cohesión y el tiempo de
trabajabilidad son importantes.
2.
Cemento
Portland Compuesto CPC 30R -
Recomendado para la construcción de todo tipo de obra o para la elaboración de
elementos de concreto en donde no se tiene ningún requisito especial.
3.
Cemento
Portland Ordinario CPO 40R -
Recomendado en la elaboración de elementos y estructuras de concreto que
requieren altas resistencias iniciales y finales.
4.
Cemento
Clase H-HSR - El cemento Portland
Holcim México Clase H-HSR es un producto de muy alta resistencia a los
sulfatos, baja reactividad álcali-agregado y muy bajo calor de hidratación
diseñado especialmente para ser empleado en obras petroleras y geotérmicas.
5.
Cemento
Portland Ordinario (CPO 30RS/BRA) - Cemento
Portland Ordinario Holcim México, clase resistente 30, resistente a los
sulfatos de baja reactividad álcali-agregado.
6.
Cemento
Portland Ordinario CPO 30RB -
Recomendado para la construcción de obras arquitectónicas y la elaboración de
elementos para fines ornamentales o decorativos que requieren de acabados
aparentes finos y resistentes de gran calidad.
7.
Cemento
Portland Compuesto 40 (CPC 40) - Ideal
para la producción de elementos y estructuras de concreto en las que la
adquisición de resistencia inicial y final es importante.
Yeso
Extracción
El sulfato de calcio dihidratado se extrae de las minas. El
tamaño de las piedras puede ser de hasta 50 cm de diámetro.
Selección de
la materia prima
Se hace una minuciosa selección de la piedra
de yeso natural, posteriormente se almacena para su uso en el proceso de
calcinación dependiendo del tipo de yeso a fabricar.
Calcinación
Una vez seleccionado el yeso crudo, se somete
a una deshidratación parcial con una técnica de calcinación a altas presiones
con un riguroso control de tiempo y temperatura, obteniendo cristales de mínima
porosidad y forma regular, que permitirán producir modelos de gran dureza y
resistencia. La estructura y propiedades del producto final dependen
directamente de las condiciones de calcinación empleadas.
Trituración
La primera trituración, reduce el tamaño de las
piedras para facilitar su manejo a una dimensión inferior a 15 cm, la segunda
trituración por medio de quebradoras permite reducir el tamaño de las piedras
de 4 a 5 cm.
Molienda y
Cribado
La operación posterior a la trituración es la
molienda, el yeso calcinado es llevado a tolvas que dosifican la cantidad de
material proporcionado a los molinos. La proporción y distribución de los
tamaños de partícula es un factor determinante con respecto a las propiedades
del producto.
Presentación
Se fabrica en colores azul, roza, verde
menta, ocre y blanco. Se envasa en cubeta de polietileno de cierre hermético
con 25 Kg, envasados en bolsas de polietileno de 1 Kg ó cajas de cartón
reforzado conteniendo 10 bolsas de 1 Kg.
Mezclado
Una vez que el yeso alfa está finamente
molido, se ajustan los detalles con aditivos para que el producto responda a
las necesidades del cliente en lo que se refiere a tiempo de fraguado,
viscosidad, porosidad, resistencia mecánica, expansión de fraguado, color,
entre otros factores.
Asfalto
El asfalto es un material altamente impermeable, adherente y cohesivo,
capaz de resistir altos esfuerzos instantáneos y fluir bajo la acción de
cargas
permanentes. Como aplicación de estas propiedades el asfalto puede
cumplir, en
la construcción de pavimentos, las siguientes funciones:
- Impermeabilizar la estructura del pavimento, haciéndolo poco sensible
a la
humedad y eficaz contra la penetración del agua proveniente de la
precipitación.
- Proporciona una íntima unión y cohesión entre agregados, capaz de
resistir la
acción mecánica de disgregación producida por las cargas de los
vehículos.
Igualmente mejora la capacidad portante de la estructura, permitiendo
disminuir su
espesor.
Asfaltos Naturales
Los asfaltos son materiales aglomerantes de color oscuro, constituidos
por
Complejas cadenas de hidrocarburos no volátiles y de elevado peso
molecular.
Estos pueden tener dos orígenes; los derivados de petróleos y los
naturales. Los
asfaltos naturales, se han producido a partir del petróleo, pero por un
proceso
natural de evaporación de las fracciones volátiles, dejando las
asfálticas
solamente.
Estos pueden encontrarse como escurrimientos superficiales en
depresiones terrestres, dando origen a lagos de asfalto, como los de las
islas
Trinidad y Bermudas. También aparecen impregnando los poros de
algunas
rocas, denominándose rocas asfálticas, como la gilsonita. Así
también se
encuentran mezclados con elementos minerales, como pueden ser arenas y
arcillas en cantidades variables, debiendo someterse a posteriores
procesos de
purificación, para luego poder ser utilizadas en pavimentación. En la
actualidad, no
es muy utilizado este tipo de asfalto por cuanto adolece de uniformidad
y pureza. Estos asfaltos pueden clasificarse como:
Asfaltos Nativos, sólidos o semisólidos
1) Puros o casi puros.
2) Asociados con materia mineral.
3) Asfaltitas duras.
Composición del Asfalto
El asfalto es considerado un sistema coloidal complejo de
hidrocarburos.
El modelo adoptado para configurar la estructura del asfalto se denomina
modelo
micelar , el cual provee de una razonable explicación de dicha
estructura , en el
cual existen dos fases; una discontinua (aromática) formada por dos
asfáltenos y
una continua que rodea y solubiliza a los asfáltenos, denominada
maltenos. Las
resinas contenidas en los maltenos son intermediarias en el asfalto,
cumpliendo la
misión de homogeneizar y compatibilizar a los de otra manera
insolubles
Asfáltenos. Los maltenos y asfáltenos existen como islas flotando en el
tercer
Componente del asfalto, los aceites.
Asfaltos Derivados de Petróleo
Los asfaltos más utilizados en el mundo hoy en día, son los derivados de
petróleo, los cuales se obtienen por medio de un proceso de destilación
industrial
del crudo. Representan más del 90 % de la producción total de
asfaltos. La
mayoría de los petróleos crudos contienen algo de asfalto y a veces casi
en su
Totalidad. Sin embargo existen algunos petróleos crudos, que no
contienen
Asfalto. En base a la proporción de asfalto que poseen, los
petróleos se clasifican
en:
Petróleos crudos de base asfáltica.
Petróleos crudos de base
parafínica.
Polímeros
La materia esta formada por
moléculas que pueden ser de tamaño normal o moléculas gigantes llamadas
polímeros.Los polímeros se producen por la unión de cientos de miles de moléculas pequeñas denominadas monómeros que forman enormes cadenas de las formas más diversas. Algunas parecen fideos, otras tienen ramificaciones. algunas más se asemejan a las escaleras de mano y otras son como redes tridimensionales.
Existen polímeros naturales de gran significación comercial como el algodón, formado por fibras de celulosas. La celulosa se encuentra en la madera y en los tallos de muchas plantas, y se emplean para hacer telas y papel. La seda es otro polímero natural muy apreciado y es una poliamida semejante al nylon. La lana, proteína del pelo de las ovejas, es otro ejemplo. El hule de los árboles de hevea y de los arbustos de Guayule, son también polímeros naturales importantes.
Sin embargo, la mayor parte de los polímeros que usamos en nuestra vida diaria son materiales sintéticos con propiedades y aplicaciones variadas.
Conclusiones
Al estudiar estos diversos tipos de
materiales nos pudimos dar cuenta de que
existen muchos medios de cómo fabricarlos y de cómo están compuestos algunos de
forma natural otros de
forman prefabricados también nos dimos cuento de que están formados de
diferentes tipos de sustancias
Bibliografías
Videos
1_
polímeros
2_ acero
3_
cal
4_
yeso
5_
cemento
6_ asfaltos
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